Fosfatidyletanolaminstruktur, biosyntes och funktioner



den fosfatidyletanolamin (PE) är en glycerofosfolipid riklig i plasmamembranen hos prokaryota organismer. Tvärtom är det i eukaryota cellmembran den näst mest rikliga glycerofosfolipiden på insidan av plasmamembranet efter fosfatidylkolin.

Trots fosfatidyletanolaminens överflöd beror dess överflöd inte bara på celltyp utan även på facket och den specifika livscykelcykel som anses.

Biologiska membran är barriärer som definierar cellulära organismer. Inte bara har de skydd och isoleringsfunktioner, men de är också nyckeln till etablering av proteiner som kräver en hydrofob miljö för optimal funktion.

Både eukaryoter och prokaryoter har membraner som huvudsakligen består av glycerofosfolipider och i mindre utsträckning sphingolipider och steroler..

Glycerofosfolipider är amfipatiska molekyler strukturerade på ett skelett av L-glycerol det förestras i sn-1- och sn-2 positionerna av två fettsyror i längd och grad av mättnad variabler. I hydroxyl i position förestras sn-3 av en fosfatgrupp, som i sin tur kan förenas olika typer av molekyler som ger upphov till de olika klasserna glycerofosfolipider.

finns det en mängd av glycerofosfolipider i den cellulära världen emellertid den mest förekommande är fosfatidylkolin (PC), fosfatidyletanolamin (PE), fosfatidylserin (PS), fosfatidylinositol (PI), fosfatidinsyra (PA), fosfatidylglycerol (PG) och kardiolipin (CL).

index

  • 1 struktur
  • 2 Biosyntes
    • 2.1 Kennedy Route
    • 2,2 PSD-banan
  • 3 funktioner
  • 4 referenser

struktur

Strukturen hos fosfatidyletanolamin upptäcktes av Baer et al 1952. Såsom har experimentellt bestämts för alla glycerofosfolipider, innefattar fosfatidyletanolamin en molekyl esterifierad glycerol vid sn-1 position och sn-2 med syrakedjor fet mellan 16 och 20 kolatomer.

De fettsyror förestrade vid hydroxylgruppen sn-1 är i allmänhet mättade (inga dubbelbindningar) med längder av 18 kolatomer, medan kedjorna fästad vid sn-2 positionen, är av större längd och med en eller flera omättnader ( dubbla länkar).

Graden av mättnad av dessa kedjor bidrar till membranets elasticitet vilket har ett stort inflytande på införandet och sekvestreringen av proteiner i dubbelskiktet..

Fosfatidyletanolamin anses vara en icke-lamellär glycerofosfolipid, eftersom den har en konisk geometrisk form. Denna form ges av den lilla storleken av sin polära grupp eller "huvud" i förhållande till kedjorna av fettsyror som innefattar de hydrofoba "svansarna".

Den "huvud" eller polära gruppen av fosfatidyletanolaminen har zwitterjonisk karaktär, det vill säga att den har grupper som kan vara positivt och negativt laddade under vissa pH-betingelser.

Denna funktion gör att du kan etablera vätebindningar med en stor mängd aminosyrarester och deras laddningsfördelning är en viktig determinant för topologin hos domänerna i många integrerade membranproteiner.

biosyntes

I eukaryota celler syntesen av strukturella lipider är geografiskt begränsade, är den huvudsakliga platsen för biosyntesen det endoplasmatiska retiklet (ER) och i mindre utsträckning Golgi.

Det finns fyra oberoende biosyntetiska vägar för produktion av fosfatidyletanolamin: (1) CDP-etanolaminvägen, även känd som Kennedy-vägen; (2) PSD-vägen för dekarboxylering av fosfatidylserin (PS); (3) acyleringen av lyso-PE och (4) basförändringsreaktionerna hos den polära gruppen av andra glycerofosfolipider.

Kennedy Route

Biosyntesen av fosfatidyletanolamin vid denna rutt är begränsad till ER och det har visats att i leverceller från hamster är det den huvudsakliga produktionsvägen. Den består av tre på varandra följande enzymatiska steg katalyserade av tre olika enzymer.

I det första steget framställs fosfatanolamin och ADP genom verkan av etanolamin-kinas, som katalyserar den ATP-beroende fosforyleringen av etanolamin.

Till skillnad från växter eller däggdjur eller jäst de är i stånd att producera detta substrat, så bör konsumeras i kosten eller härrör från nedbrytningen av molekyler fosfatidyletanolamin eller sfingosin tidigare existerande.

Fosfoetanolamin är anställd av CTP: cytidyltransferase fosfoetanolamin (ET) för att bilda den höga energiföreningen CDP etanolamin och oorganiskt fosfat.

1,2-diacylglycerol etanolamin fosfotransferas (ETP) använder den energi som finns i CDP-etanolamin för att kovalent bindning till en molekyl etanolamin diacylglycerol infoga i membranet, vilket resulterar i fosfatidyletanolamin.

PSD-rutt

Denna väg verkar både i prokaryoter och hos jäst och däggdjur. I bakterier förekommer det i plasmamembranet, men i eukaryoter sker det i ett område av endoplasmatisk retikulum som har ett nära samband med mitokondriska membranet.

Däggdjurs rutt katalyseras av ett enda enzym, fosfatidylserin dekarboxylas (PSD1p), som är inbäddad i det mitokondriella membranet, vilken gen kodas av kärnan. Reaktionen involverar dekarboxyleringen av PS till fosfatidyletanolamin.

De återstående två rutter (lyso-PE acylering och utbyte kalciumberoende polär grupp) uppträder i det endoplasmatiska retiklet, men inte signifikant bidrar till den totala produktionen av fosfatidyletanolamin i eukaryota celler.

funktioner

Glycerofosfolipider har tre huvudfunktioner i cellen, inklusive strukturella funktioner, energilagring och cellsignalering..

Fosfatidyletanolamin är förknippad med förankring, stabilisering och vikning av multipla membranproteiner, såväl som de konformationsförändringar som är nödvändiga för att fungera för många enzymer.

Den experimentella bevis antyder en fosfatidyletanolamin som en avgörande glycerofosfolipid i det sena stadiet av telofas, under bildandet av den kontraktila ringen och upprättandet fragmoplasto medger membran uppdelning av de två dotterceller.

Det har också en viktig funktion i alla fusions- och fissionsprocesser (fackföreningar och separation) av membranen i både endoplasmatisk retikulum och Golgi-apparaten..

I E. coli har visat sig att fosfatidyletanolamin är nödvändig för korrekt veckning och enzymfunktion laktospermeas, så det har föreslagits att rollen som "chaperone" molekylär.

Fosfatidyletanolamin är huvuddonatorn av etanolaminmolekylen som är nödvändig för posttranslationell modifiering av många proteiner, såsom GPI-ankare..

Denna glycerofosfolipid är föregångaren till många molekyler med enzymatisk aktivitet. Dessutom kan molekyler härrörande från dess metabolism, liksom diacylglycerol, fosfatidinsyra och vissa fettsyror, fungera som andra budbärare. Dessutom är det ett viktigt substrat för produktion av fosfatidylkolin.

referenser

  1. Brouwers, J. F. H. M., Vernooij, E. A. A. M., Tielens, A.G.M., & van Golde, L. M.G. (1999). Snabb separation och identifiering av fosfatidyletanolaminmolekylära arter. Journal of Lipid Research, 40 (1), 164-169. Återställd från jlr.org
  2. Calzada, E., McCaffery, J.M., & Claypool, S. M. (2018). Fosfatidyletanolamin framställd i det inre mitokondriella membranet är väsentligt för jästcitokrom bc1 komplex funktion 3. BioRxiv, 1, 46. 
  3. Calzada, E., Onguka, O., & Claypool, S. M. (2016). Fosfatidyletanolamin Metabolism i Hälsa och Sjukdom. Internationell granskning av cell- och molekylärbiologi (vol. 321). Elsevier Inc. 
  4. Gibellini, F., & Smith, T. K. (2010). Kennedy pathway-de novo-syntesen av fosfatidyletanolamin och fosfatidylkolin. IUBMB Life, 62 (6), 414-428. 
  5. Harayama, T. & Riezman, H. (2018). Förstå mångfalden av membran lipid komposition. Naturrecensioner Molecular Cell Biology, 19 (5), 281-296. 
  6. Luckey, M. (2008). Membranstrukturbiologi: med biokemiska och biofysiska fundament. Cambrudge University Press. Hämtad från cambrudge.org
  7. Seddon, J. M., Cevc, G., Kaye, R. D., & Marsh, D. (1984). Röntgendiffraktionsstudie av polymorfismen hos hydratiserade diacyl- och dialkylfosfatidyletanolaminer. Biochemistry, 23 (12), 2634-2644. 
  8. Sendecki, A. M., Poyton, M.F., Baxter, A.J., Yang, T. & Cremer, P.S. (2017). Stödja Lipid Bilayers med fosfatidyletanolamin som huvudkomponent. Langmuir, 33 (46), 13423-13429. 
  9. van Meer, G., Voelker, D.R., & Feignenson, G.W. (2008). Membran lipider: var de är och hur de beter sig. Naturrecensioner, 9, 112-124.
  10. Vance, J.E. (2003). Molecular and Cell Biology of Phosphatidylserine and Phosphatidylethanolamine Metabolism. I K. Moldave (Ed.), Progress Nucleic Acid Research och Molecular Biology (sid. 69-111). Academic Press.
  11. Vance, J.E. (2008). Fosfatidylserin och fosfatidyletanolamin i däggdjursceller: två metaboliskt besläktade aminofosfolipider. Journal of Lipid Research, 49 (7), 1377-1387.
  12. Vance, J.E., & Tasseva, G. (2013). Bildning och funktion av fosfatidylserin och fosfatidyletanolamin i däggdjursceller. Biochimica et Biophysica Acta - Molecular and Cell Biology of Lipids, 1831 (3), 543-554. 
  13. Watkins, S. M., Zhu, X., & Zeisel, S.H. (2003). Fosfatidyletanolamin-N-metyltransferasaktivitet och dietisk kolin reglerar lever-plasma lipidflöde och essentiell fettsyrametabolism hos möss. Journal of Nutrition, 133 (11), 3386-3391.